اينشتين
اوتجسم خرد ناب بود، استادى كه انگليسى را با لهجه آلمانى تكلم مى كرد، كسى كه چهره اش به عنوان يك كليشه خنده دار در هزاران عكس و فيلم به نمايش درآمده است. سيماى منحصر به فرد او با آن موهاى بلند و آشفته بلافاصله قابل تشخيص بود، نظير «ولگرد كوچك»
اثر ماندگار «چارلى چاپلين» كمدين مشهور سينماى جهان. چهره او به اندازه همان خانم هاى شيك پوشى كه در تالارهاى مجلل برلين و هاليوود مثل پروانه دور او مى چرخيدند شناخته شده بود. بااين حال ، او به طرز غير قابل تصورى عميق بود نابغه اى بين نوابغ ديگر كه صرفاً با انديشيدن توانست دريابد كه جهان با آنچه به نظر مى رسيد تفاوت دارد. حتى اكنون دانشمندان در مواجهه با نظريات عالمانه او مثل نظريه «نسبيت عام» اظهار شگفتى مى كنند. «ريچارد فينمن» كه خود در زمره دانشمندان برجسته معاصر بود در اين باره گفته است: من هنوز نمى توانم بفهمم كه او چطور به اين موضوع مى انديشيد.» اما فيزيكدان بزرگى كه ما در اينجا از او سخن مى گوييم به طرز شگفت انگيزى ساده رفتار مى كرد. مثلاً او عادت داشت كه كراوات ها و جوراب هايش را با عرقگيرها و زيرپيراهنى هاى پروانه اى عوض كند. او كلمات قصار پُرمغزى را بر زبان جارى مى ساخت و به آسانى حل معادلات رياضى قادر بود تا اشعار نامربوط بسرايد. بازى پرتاب حلقه ها او را مشغول مى كرد،ضمن اينكه او همواره تلاش مى كرد تا به اشكال مختلف خود را به عنوان يك يهودى پاكدل يا يك هنرمند پُرآوازه بشناساند. هر كارتون سازى آرزو مى كرد تا مدلى همانند او داشته باشد. ايده هاى او درست همانند ايده هاىداروين» (ديرينه شناس برجسته) غوغايى در جهان دانش بر پا مى كرد و عملاً فرهنگ معاصر، از نقاشى تا شعر، راتحت تأثير قرار مى داد. در آغاز، حتى بسيارى از دانشمندان مفهوم واقعى «نسبيت» را درك نمى كردسخن كنايه آميز و بديع «آرتور ادينگتون» متخصص بذله گوى فيزيك نجومى است كه وقتى از او پرسيده شد «آيا درست است كه فقط سه نفر مفهوم نسبيت را درك كرده اند» پاسخ داد «من دارم تلاش مى كنم بفهم كيست.» به طور كلى، نگاه جهانيان به مفهوم «نسبيت» نگاهى منتظرانه و خيره شونده بود. براىانديشمندان بزرگ دهه ۱۹۲۰ از «دادائيست» ها تا «كوبيست» ها و حتى فرويدين ها (طرفداران نظريات زيگموند فرقضيه تا حدى فرق مى كرد. اينان «نسبيت» را منطبق بر واقعيت هاى امروز جهان يافته بودند و نگاه ايشان بازتاب دهنده چيزى بود كه «ديويد كاسيدى» مورخ برجسته حوزه دانش به اختصار آن را «چشم انداز معاصرمى ناميد: «خزان حكومت هاى استبدادى، تحولات گسترده در قلمرو نظم اجتماعى و درواقع هر آنچه درقرن بيستم دچار آشوب و تلاطم شد.تأثيرات برانگيزاننده «اينشتين» نابغه علمى قرن بيستم بر پندارهاى عمومى در سراسر زندگى او و پس از آن ادامه پيدا كرد. آرامگاه ترسناك او به آهن ربايى براى جذب پويندگان راه دانش و آگاهى تبديل شد. قيم هاى «اينشتين» محرمانه خاكسترهاى جسد او را در هوا پراكندند. اما آنها شكست خوردند، لااقل تا اندازه اى، توسط يك آسيب شناس زرنگ كه مغز «اينشتين» را بيرون كشيد تا شايد در آينده بتواند رازهاى نبوغ ذاتى او را كشف كند. همين چند سال پيش بود كه عده اى از محققان كانادايى با بررسى بقاياى نمك سود شده مغز «اينشتين» دريافتند كه نرمه جانبىبزرگتر از حد معمول بوده است. گفتنى است كه اين قسمت از مغز انسان به عنوان مركزى براى انديشيدن پيرامون محاسبات و شبيه سازى هاى فضايى نقش حساسى را ايفا مى كند. اما دانشمندان به همين اندازه بسنده نكرده اند و دستنوشته هاى قديمى «اينشتين» را براى پى بردن به ابعاد واقعى نبوغ او مورد مطالعه قرار داده اند. اين حقايق نامكشوف سرانجام پس از سال ها مقاومت قيم هاى «اينشتين» كه ظاهراً اشتياق فراوانى به مخفى نگهداشتن نبوغ نظريه «نسبيت» نشان داده اند در حال آشكار شدن است. بر خلاف كاريكاتور خنده آورى كه «اينشتين» را با موهايي ژوليده و بدون آرايش به تصوير كشيده و همواره دختركان محصل را در انجام تكاليف خانگي درس رياضي و تحقق عيني هر هدف ارزشمندي ياري داده است«آلبرت» آنگونه كه اسناد مربوطه نشان مى دهند مردي بوده كه زندگي شخصي مغشوش اش تفاوت هاى بارزى با انديشه هاى روشن او پيرامون جهان هستى داشته است. او قادر بود تا گاهى خونگرم و گاهى خونسرد باشد؛ او پدرى بسيار مهربان و شيفته فرزندان خود بود اما معمولاً دور از محيط خانواده حضور داشت؛ او همسرى فهميده براى بانوى سختگير خانه بود...
تربيت و سوابق خانوادگى
اين نخستين فرزند خپله يك زوج بورژواى يهودى از جنوب آلمان قوياً تحت تأثير مادر تحكم جوى خود قرار داشت كه استعداد نسبتاً خوبى در ياد گيرى موسيقى داشت. همين اشتياق مادر باعث شد تا «آلبرت» كه استعداد خوبى را درنواختن ويولن و آموختن هنرمندى هاى آهنگسازان كلاسيكى از قبيل «باخ»، «موتزارت» و «شوبرت» بروز داده بودتشويق به ادامه فعاليت شود. در سال هاى كودكى و نوجوانى، «اينشتين» رفتارهاى مذهبى جالبى را به نمايش مى گذاشت. به عنوان مثال، او هميشه اعضاى خانواده اش را به خاطر مصرف گوشت خوك مورد سرزنش قرارمى داد. اما بعدها اين تعصب او ناپديد شد و جاى خود را به جست وجوى متون اوليه علمى و مطالعه كتاب كوچكى دادكه آموزه هاى هندسى را در خود نهفته داشت و حكم يك كتاب مقدس را براى او پيدا كرده بود. بدين ترتيب، «اينشتين در تمام عمر خود به هر نوع اتوريته يا قدرتى ظنين باقى ماند. پدر «آلبرت» كه يك مهندس آسان گير و مؤسس يك شركت ناموفق در صنعت نوظهور الكتروشيميايى بود تأثيرى كمتراز مادر بر شخصيت او گذاشت، هر چند اين پدر بود كه با اهداى يك قطب نماى اسباب بازى به عنوان هديه جشن تولدباعث شد تا «اينشتين» نخستين تجربه استدلالى خويش را از آن الهام بگيرد: «آلبرت» پنج ساله در شگفت مانده بود كه چه عاملى باعث مى شود تا سوزن قطب نما همواره به طرف شمال نشانه رود؟ در ۱۵ سالگى، «آلبرت» نخستين طغيان جوانى بزرگ خود را تجربه كرد. او كه به واسطه مهاجرت خانواده اش به شمال ايتاليا پس از بروز يك ناكامىشغلى ديگر براى پدرش به تنهايى در مونيخ زندگى مى كرد تصميم گرفت تا مدرسه ابتدايي اش را ترك كند تا از شر تمايلات نظامى گردانندگان آن خلاص شود. «اينشتين» تابعيت آلمانى خود را انكار كرد و سرانجام براى ادامه تحصيل وارد «پلى تكنيك زوريخ» شد كه به ام اى تى سوئيس معروف بود. در آنجا او عاشق يكى از دانشجويان همكلاسى خودبه نام «ميله وا ماريچ» شد كه در رشته فيزيك تحصيل مى كرد. اگرچه خانم «ماريچ» قدرى از ناحيه پا مى لنگيد و سه سال هم بزرگتر از «آلبرت» بود، اما ظاهراً علاقه اين دو به يكديگر پايان ناپذير بود. «اينشتين» علايق شخصى خود را در زمينه هاى فيزيك و موسيقى با «ميله وا» سهيم مى دانست، او را «عروسك» خطاب مى كرد و اين دو با وجود مخالفت هاى مادر «آلبرت» ازدواج كردند، اما وصلت آنها بعدها گسسته شد.
نابغه اى اسير شهرت و محبوبيت
در آستانه جنگ جهانى اول، «ميله وا» بر خلاف ميل درونى خويش «اينشتين» را در سفر به برلين (مهد فيزيك اروپا) همراهىكرد، اما محيط تحمل ناپذير آنجا بلافاصله او را همراه دو فرزندش به زوريخ بازگرداند. در سال ۱۹۱۹ پس از سه سال بگو مگو و سپرى كردن روابط نامتعادل، «آلبرت» و «ميله وا» تصميم به جدايى از يكديگر گرفتند. «اينشتين»موافقت كرد كه پول جايزه نوبلى را كه او احساس اطمينان مى كرد كه به او تعلق خواهد گرفت به خانم «ماريچ» بدهد.
فرزند بزرگتر كه هانس آلبرت» نام داشت بعدها تا حد يك استاد برجسته هيدروليك در دانشگاه بركلى كاليفرنيا ترقى كرد، اما فرزند كوچكتر كه استعداد خود را در زمينه موسيقى و ادبيات آزموده بود بعدها در يك بيمارستان روانپزشكى در سوئيس به ديار باقى شتافت. «ميله وا» پس از جدايى از «آلبرت» تدريس خصوصى رياضيات و فيزيك را پيشه ساخت تا از اينراه بتواند هزينه هاى زندگى اش را تأمين كند او برخلاف برخى تصورات كه «نسبيت خاص» را محصول فعاليت هاى مشترك او و «اينشتين» مى دانند هيچگاه چنين ادعايى را مطرح نساخت. «اينشتين» طولى نكشيد كه با عمو زاده مطلّقه خود «السا» طرح دوستى ريخت. اين زن كه آشپزى و تيماردارى «آلبرت» را عهده دار شده بودطي ماه هاى پى در پى كه «اينشتين» غرق در افكار بزرگ بود تا سرانجام توانست نظريه «نسبيت عام» را ارايه دهد صبورانه در كنار او حضور داشت. بر خلاف «ميله وا»، او (السا) فضاى شخصى مساعدى را براى «آلبرت» فراهم ساخته بود تا او هرچه بهتر بتواند به فعاليت هاى علمى خود رسيدگى كند.
دشمنان از هر سو بر او مى تاختند.
اگرچه شايد همسران «اينشتين» با اين ادعا مخالف باشند، اما شواهد تاريخى حكايت از وجود نوعى «حس اخلاقى عميق» در باطن «آلبرت» دارند. مثلاً در اوج جنگ جهانى اول، «اينشتين» با امضاى يك دادخواست ضد جنگ كه فقط سه دانشمند آلمانى ديگر به امضاى آن تن داده بودند خشم «قيصر» را برانگيخت. با اين حال، در اقدامى كاملاً متناقض،او به ساخت يك قطب نماى دقيق براي استفاده در زيردريايي هاي آلماني كمك كرد. طي سالهاي پر آشوب دهه 1920كه خيزش تدريجي حزب نازي به رهبرى هيتلر(در نتيجه شكست سنگين آلمان در جنگ جهاني اول وبروزمصايب عديده اقتصادى) باعث انزواى يهوديان شده بود «اينشتين» به عنوان يك «فيزيكدان يهودى» هدف مطلوبي براي نشانه رفتن بود. با اين حال، نازى ها تنها دشمنان او نبودند. استالينيست ها نظريه «نسبيت» او را نماينده فردگرايى
شايع در تفكر «كاپيتاليسم» مى دانستند؛ برخى اعضاى كليسا «نسبيت» را نظريه اى آميخته با كفر و الحاد ارزيابي مى كردند. اما خود «اينشتين» با اينكه نگرشى اسپينوزايى (غير شخصى) به «خداوند» داشت، غالباً از تلاش خود براىدرك ماهيت شكل گيرى جهان توسط خدا سخن به ميان مى آورد. در واكنش به رشد تفكرات ضدسامى در آلمان،اينشتين» به يك صهيونيست متعصب تبديل شد، هر چند او دغدغه هاى خويش را پيرامون حقوق اعراب در هر كشوريهودى به طور آشكار بيان مى كرد. «اينشتين» كه با به قدرت رسيدن نازى ها مجبور به ترك آلمان شده بود پذيرفت كه در مؤسسه جديد مطالعات پيشرفته در پرينستون، نيوجرسى، به فعاليت مشغول شود تا در سايه آن بتواند گوشه خلوتي را براى پيشبرد مهارت هاى علمى خود فراهم ببيند. (وقتى از او خواسته شد تا ميزان مبلغ دريافتى اش را به پيشنهادخود تعيين كند بدون هيچ چشمداشتى رقم سالانه سه هزار دلار را مطالبه كرد. اما «السا» با سرسختى خاصى آن را به هزار دلار افزايش داد). با اينكه «اينشتين» تمام فكر و ذكر خود را معطوف «يكى سازى مفاهيم جاذبه و ۱۶ الكترومغناطيسم در يك كالبد رياضى واحد» كرده بود، اما وقتى صداى ترسناك ماشين نظامى آلمان را كه روز به روزبر پيشروى هاى خود در دو جبهه شرق و غرب مى افزود شنيد ترجيح داد چاره اى بينديشد. برخلاف پرهيزهاى اوليه در خصوص موضوع جنگ، «اينشتين» به نفع اقدام نظامى عليه «هيتلر» سخنرانى كرد. او بدون جنجال و هياهو زمينه ورود گروه هايى از آوارگان يهودى را به ايالات متحده آمريكا فراهم ساخت كه در بين آنها عكاس جوانى به نام «فيليپه هالسمن» حضور داشت كه بعدها معروف ترين عكس «اينشتين» را به ثبت رساند.
"تأسف بى فايده"وقتى «لئو سزيلارد» دانشمند مهاجر مجارستانى به «اينشتين» هشدار داد كه آلمان ها احتمالاً به بمب اتمى دسترسى پيداكرده اند، او حتى با اينكه چيز زيادى درباره پيشرفت هاى جديد در فيزيك هسته اى نمى دانست خطر را با تمام وجودخويش احساس كرد. وقتى «سزيلارد» مطالبى را پيرامون واكنش هاى زنجيره اى به اطلاع «اينشتين» رساند او كاملاًشگفت زده شد و گفت: «من هرگز به طور جدى به اين قضايا نينديشيده بودم.» بعدها وقتى «اينشتين» خبر بمباران اتمى هيروشيما و ناكازاكى (شهرهاى بزرگ ژاپن) را شنيد آه سوزناكى كشيد و تأسف عميق خويش را ابراز كرد. پس ازپايان جنگ جهانى دوم، «اينشتين» صراحت بيشترى را ضميمه كلام خويش ساخت. علاوه بر تلاش وافر براى تصويب يك ممنوعيت بين المللى در زمينه استفاده از جنگ افزارهاى هسته اى، او «مك كارتيسم» (سياست مقابله با تفكرات ظاهراً چپگرايانه در داخل آمريكا) را محكوم كرد و براى پايان دادن به «تعصب و نژادپرستى» اقدام به ارائه دادخواستي به دادگاه كرد. در اوج دوران جنگ سرد، اظهارات صريح و شفاف «اينشتين» اگرچه احترام فراوانى را برمى انگيخت،
نام آلبرت اينيشتين را به life اما بعضاً انگ «سادگى و ناپختگى» به آن چسبانده مى شد. اينشتين مى گويد: «او يك حس اخلاقى آشكار داشت كه ديگران، حتى اخلاق گرايان ديگر، هميشه نمى توانند آن را ببينند. فيزيكدان و تاريخ نگار برجسته هاروارد «جرالد هولتون» در اين باره مى افزايد: «اگر انديشه واقعاً خام و ناپخته باشند، شكل جهان نيز واقعاً چندان زيبا نخواهد بود.» اما هرچه باشد به نظر مى رسد كه غرايز مهربانه و دموكراتيك «اينشتين» مى توانند «مدل سياسى ايده آلى براى قرن بيست و يكم» باشند و ما را براى تجسم بخشيدن به بهترين رؤياهاى خويش در قرن حاضر يارى دهند. پس آيا ما بايد انتظارى بيش از اين از مردى داشته باشيم كه با تلاش هاى خود به ۱۰۰ سال گذشته هويت بخشيد؟
انيشتين : فيزيك و متافيزيكاين روزها متخصصان و هوچي هاي بورژوايي از هر قماش به اشاعه نظرات ارتجاعي در مورد شخصيت انيشتين و تئوريهايش مي پردازند. اما بيشتر جاروجنجالها در ستايش از كمكهايي كه انيشتين به پيشرفت دانش بشري نموده نيست. بلكه تبليغ اين نظريه است كه علم، مايملك "نوابغ" است.
يك ديدگاه كاملا ارتجاعي ديگر هم تبليغ ميشود كه دركي از واژه ي "نسبيت" (عنوان تئوريهاي انيشتين) ارائه ميدهد. طبق اين ديدگاه ارتجاعي "همه چيز نسبي است" و نتيجتا بشر هرگز نميتواند از جهان عيني شناخت واقعي بدست آورد.بطور نمونه، مجله نيوزويك (مورخ 12 مارس) بخش خاصي را به انيشتين اختصاص داده است. در اين بخش نظرات "جان ويلر" يكي از باصطلاح "متخصصان اصلي" و صاحب نظران درباره تئوريهاي انيشتين كه خود نيز فيزيكدان است، مطرح گشته است. او چنين جمعبندي ميكند كه "جهان فيزيكي محصول مشاهده است" و "هيچ پديده اي را تا زمانيكه مورد مشاهده قرار نگرفته باشد نميتوان پديده خواند".
ميخواهند اين ديده را اشاعه دهند كه عوام الناس نميتوانند علم را درك كنند. بعلاوه، آنها ميخواهند اين برداشت را از تئوريهاي علمي انيشتين ارائه دهند كه نسبت به موجوديت دنياي واقعي و مستقل از ذهن ما بايد شك كرد..
اين نوع ايده آليسم ارتجاعي پرسابقه را بهيچوجه نميتوان بعنوان يكي از "خدمات" انيشتين جا زد. انيشتين كسي بود كه به فروريختن برخي ايده هاي ايده آليستي و متافيزيكي مسلط در حيطه فيزيك كمك نمود. او با توضيح و ارائه برخي نتيجه گيريها از كشفيات علمي زمان خود كه در حيطه علم فيزيك قديم بلوا بپا كرده بود، پاسخي كوبنده به كساني داد كه ادعا مي كردند آن كشفيات كلا مقوله علم را زير سئوال برده است. انيشتين در تئوريهاي ويژه و عمومي نسبيت خود، مفاهيم اساسا جديدي را در مورد زمان، مكان، جرم و انرژي مطرح كرد كه باعث جهشي در علم فيزيك، جهت انعكاس دقيقتر واقعيت عيني شد.
اين هم واقعيتي است كه ديدگاه هاي انيشتين بسيار متناقض بود. او سرسختانه اصرار داشت كه "علم بدون مذهب، فلج است و مذهب بدون علم كور". او معتقد بود كه علم را نميتوان در عملكرد بشري دخالت داد. اين عقيده اي كاملا ايده آليستي و ضد علمي است و درست خلاف پيشرفتهايي است كه انيشتين به انجامشان ياري رساند. ديدگاه متناقض وي از جهان باعث شد كه خدماتش به علم فيزيك محدود شود.
تئوريهاي انيشتين محصول علم بود، نه حاصل مغز اسرار آميز يك "شخصيت ويژه". براي محك زدن اين تئوريها هزاران آزمايش دقيق بعمل در آمد كه بيشتر آنها را به اثبات رساند. بطور نمونه اين تئوري انيشتين كه زمان در سرعتهاي بالا، آهسته تر ميگذرد را آزمايشات در مورد ذرات تشدت ناپايدار راديو آكتيو به اثبات رساند. طبق اين آزمايشات، ذرات فوق الذكر زماني كه با شتاب بيشتر به حركت در مي آيند، ديرتر از بين ميروند. انيشتين طبق اين تئوري پيش بيني كرد كه اگر يك از دوقلو ها توسط موشك با سرعتي بسيار بالا سفر كند، هنگامي كه به زمين بازگردد سني كمتر از دومي خواهد داشت (و بنابراين جوانتر خواهد بود. .
تئوري ديگر او مبني بر اينكه جرم اشياء (يا مقاومتشان در برابر حركت) در سرعتهاي بالا افزايش مي يابد نيز مكررا توسط آزمايشاتي كه در مورد اجسام بعمل در آمد، اثبات شد. طبق اين آزمايشات هرقدر هم كه به يك جسم انرژي داده شود، سرعتش فقط ميتواند به سرعت نور نزديك شود ولي هيچوقت نميتواند به سرعت نور برسد. همه اينها برخلاف آنچه در عناوين درشت مطبوعات بورژوايي ميخوانيم، "رازهاي كائنات" نيست؛ بلكه پيشرفت دانش ما در مورد كائنات است. اين تئوريها توضيح ميدهد كه چرا خورشيد سالها پيش نسوخت؛ چرا سيارات و ساير اجسام چنين مسير حركتي دارند. اين تئوريها حركت نور و ساير پديده ها را بهتر از قبل(حقيقي تر از قبل) نشان داد.
شكستن فيزيك كلاسيك: انيشتين در سال 1905 تئوري ويژه نسبيت خود را منتشر كرد. با آنكه اين تئوري گسستي همه جانبه از بسياري مفاهيم قديمي فيزيك محسوب ميشد، منتهي در آغاز آن را سرسري گرفتند. بتدريج روشن شد كه اين تئوري جهت فهم پديد الكترومغناطيس، راديو اكتيويته و ساير اموري كه در آن دوره قابل درك نبود، بسيار ارزشمند است. در سال 1919، بالاخره انيشتين بدنبال محاسبات دقيق در مورد جذب نور توسط حوزه جاذبه خورشيد طي يك كسوف، كانون توجه عموم واقع شد. زيرا اين محاسبات، پيش بيني هاي تئوري عمومي نسبيت وي كه در سال 1916 منتشر شده بود را تاييد كرد. آن زمان بود كه بسياري پذيرفتند "انقلابي" در علم فيزيك در جريان است و فيزيك كلاسيك تدوين شده توسط نيوتون در قرن 17 محتاج باز نگري اساسي است.
پيش از انيشتين، اركان تئوري فيزيك چه بود؟ نيوتون، مكان و زمان را مطلق ميدانست. البته نه به آن مفهوم كه ماركسيستها مطرح ميكنند، يعني نه به مفهوم يك واقعيت مطلق كه مستقل از ذهن ما و شناخت نسبي ما از آن موجوديت دارد. بلكه بدان معنا كه مكان و زمان ظاهرا مستقل از ماده ي در حال حركت وجود دارند. انگلس در انتقاد از دورينگ، فيلسوف بورژوا مقوله زمان مطلق را بدين شكل زير سئوال برد:"اگر ميخواهيم ايده زمان كاملا ناب و جدا از مشتقات خارجي و وابسته به آن را بفهميم، مجبوريم كليه اتفاقات گوناگوني كه همزمان و يكي پس از ديگري رخ ميدهند را بعنوان امور بي ارتباط به موضوع بحث كنار بگذاريم؛ و بدين طريق نظريه اي در مورد زمان تدوين كنيم كه در آن هيچ اتفاقي رخ نميدهد"(آنتي دورينگ ـ فصل مكان و زمان(
بطور مشابه، بحث مكان خالي و "مطلق" كه درغياب هر شكلي از ماده وجود دارد نيز متافيزيكي بود. انگلس در رد اين بحثهاي متافيزيكي از هگل نقل ميكند كه "مكان و زمان مملو از ماده اند … همانطور كه بدون ماده، حركتي وجود ندارد، بدون حركت هم ماده اي ماده اي در كار نيست…
مكان و زمان فقط در حركت، صورت واقعيت مي يابند.
بعلاوه نيوتون ادعا داشت كه اشياء را مي توان در "سكون مطلق" در نظر گرفت. براي وي حركت مي توانست بدون ماده و ماده بدون حركت وجود داشته باشد. اما همانطور كه انگلس گفت:"حركت، شيوه موجوديت ماده است. هرگز، در هيچ كجا، ماده بدون حركت وجود نداشته و نمي تواند وجود داشته باشد ... بطور مثال، يك جسم مي تواند روي زمين از تعادلي مكانيكي برخوردار باشد، مي تواند از لحاظ مكانيكي ساكن باشد. اما اين بهيچوجه مانع از شركت اين جسم در حركت زمين و بطريق اولي در حركت كل مظومه شمسي نميشود. ماده بدون حركت همانقدر غير قابل تصور است كه حركت بدون ماده. بحثهاي نيوتون، هم متافيزيكي بود و هم ايده آليستي. همانطور كه لنين خاطر نشان كرد: "مسئله اينست، تلاشي صورت ميگيرد تا فـكـر حركت بدون ماده به ذهــن رخنه كند. اين فكــري است كه از ماده جدا گشته است. اين ايده آليسم فلسفي است." (ماترياليسم و امپريوكريتيسيسم)مباحث نيوتون او را قادر ساخت خدمات عظيمي به علم مكانيك، علوم بصري، رياضيات و نجوم در قرن 17 بكند. اما آنها منعكس كننده فلسفه بورژوايي و محدوديتهاي كلي شناخت بشر از كائنات در آن دوره بودند. از زمان آغاز انقلاب بورژوايي در علوم كه نيوتون چهره اصلي آن بود، تكامل توليد و آزمونهاي علمي، بسياري امور جديد كه توسط فيزيك نيوتون قابل توضيح نبود و در واقع خلاف آن بود را آشكار نمود.
اين اكتشافات در اواخر قرن 19 به اوج خود رسيد. يكي از آنها به سرعت نور مربوط شد و ديگري به امواج الكترومغناطيس. اينها كاربرد عظيمي در تلگراف و ارتباط راديويي وساير جهش هاي تكنيكي فوق العاده مهم داشت. كشف ديگري كه صورت گرفت اين بود كه سرعت نور تحت تاثير گردش زمين قرار ندارد. يعني محاسبات نشان ميدهد كه اين سرعت هنگام تابش آن چه در جهت گردش زمين، چه در جهت عكس آن تغييري نمي كند. فيزيك نيوتون كه مبتني بر "عقل سليم" زندگي روزمره بود، اصرار داشت كه سرعت اين تابش در حالت اول برابر است با سرعت نور باضافه سرعت گردش زمين و در حالت دوم برابر است با سرعت نور منهاي سرعت گردش زمين. علم فيزيك قديم در تلاش براي تشريح اين تضاد؛ خود را به يك رشته موارد خاص و استثنائات و امثالهم مي آويخت.
بعلاوه، اكتشافاتي نيز در زمينه عناصر راديواكتيو صورت گرفت. عناصري (ذراتي) كه با آزاد كردن انرژي بشكل اشعه (رادياسيون) جرم خود را كاهش ميدادند. فيزيك نيوتون هيچ جايي براي تبديل جرم به انرژي (بدين طريق) قائل نبود. نتيجتا بسياري از فيزيكدانان به اين جمعبندي انحرافي رسيدند كه "ماده ناپديد شده است". آنها با قاطي كردن مقوله ي ماده از لحاظ فيزيكي (يعني جسم بعنوان چيزي متمايز از انرژي) با ماده در مفهوم فلسفي (يعني آنچه موجوديت عيني دارد) به ورطه ايده آليسم مي افتادند. لنين سرمنشاء اين اغتشاش را چنين خاطر نشان كرد:" ماده ناپديد ميشود. يعني محدوده شناخت تاكنوني ما از ماده ناپديد ميشود و شناخت عميقتر ميگردد. آن خواص ماده كه سابقا مطلق، تغيير ناپذير و اولي (غير قابل نفوذ، ساكن، جامد وغيره) بنظر ميرسيد، در حال ناپديد شدن است و اينكه آشكار ميشود كه اين خواص ماده نسبي بوده و فقط مشخصه حالات معيني از ماده است. يگانه خاصيت ماده كه ماترياليسم فلسفي مقيد به تشخيص آن است "واقعيت عيني بودن ماده، خارج از ذهن، است … عمدتا بخاطر آنكه فيزيكدانان ديالكتيك نميدانستند بود كه فيزيك جديد به ايده آليسم در غلطيد."
خدمت انيشتين چه بود؟
انيشتين از مباحث نيوتون پيرامون مكان و زمان مطلق گسست كرد و نشان داد كه مكان و زمان فقط مي توانند با رجوع به وقايع معنا و تعني بيابند. منظور از وقايع نيز در واقعيت، حركت ماده است. او نشان داد كه يكي از نتايج اين بحث، تداخل متقابل مكان و زمان است. مثلا همانطور كه قبلا اشاره شد، ذرات راديواكتيو در سرعتهاي بالا آهسته تر نابود ميشوند و اگر سرعتشان به 94ر94 درصد سرعت نورافزايش يابد (سرعت نور محاسبه شده توسط ناظران ثابت روي كره زمين) آنگاه "عـمـر" آن ذرات تقريبا 30 برابر افزايش خواهد يافت. براي ناظراني كه همراه با اين ذرات حركت كنند افزايش عمر به همان سرعت معمول خواهد بود. و براي آندسته ناظراني كه با سرعت كمتر از ذرات در حال حركت باشند، عمر آن ذرات مثلا ميتواند 5 بار آهسته تر از حالت عادي طي شود. و همه اين ناظران در مورد مسافتي كه ذرات طي كرده اند اختلاف نظر خواهند داشت. هر يك از آنها در مورد مقدار زمان و مكاني كه دو نقطه از "طول عمر" ذره را مشخص ميكند، به نتيجه متفاوتي دست مي يابد. اما همانطور كه تئوريهاي انيشتين نشان داد اين بدان معنا نيست كه "همه چيز غير واقعي است"يا صرفا به ناظر بستگي دارد. انيشتين نشان داد كه ابعاد مكان و زمان كه فاصله واقعي بين دو نقطه را مي سازند مي تواند بطور گوناگون محاسبه شود. اما آن فاصله كه جوانب مكان و زمان را بهم آميخته بايد نسبيت ويژه، توسط همه ناظران و بر طبق فرمولي كه انيشتين كشف كرد، يكسان محاسبه شود. بعبارت ديگر، در عين حال كه اندازه گيريهاي زمان و مكان نسبي هستند اما يك واقعيت مطلق اساسي را منعكس ميكنند.
نتيجه ديگر تئوريهاي انيشتين، نظريه تبديل متقابل جرم و انرژي بود . اين گسست از نظريه اي قديمي بود كه انرژي و جرم را دو چيز كاملا مجزا در نظر ميگرفت. نظريه انيشتين درست عكس اين را نشان داد. جرم و انرژي در هم تداخل ميكنند و يكي مي تواند به ديگري تبديل شود. اين همان نتيجه اي است كه انگلس قبلا خاطر نشان كرده بود. همانطور كه قبلا اشاره شد، اين معادله به توضيح پديده هاي قبلا ناشناخته ، نظير از ميان رفتن جرم، كمك كرد و به بحث ايده آليستي "ماده ناپديد ميشود" ضربه زد. اين معادله ما را به درك اينكه چرا خورشيد توانسته مدتي چنين طولاني (تقريبا 5 ميليارد سال) فروزان بماند، قادر ميسازد. طبق شناختي كه در قرن 19 از مقوله احتراق وجود داشت (و اين راهي بسيار محدود از آزاد شدن انرژي گرمايي بود) خورشيد بايد مدتها پيش سوخته باشد. اما استفاده از نظريات انيشتين ما را قادر ميسازد اين موضوع را بفهميم و بتوانيم زماني كه خورشيد همچنان فروزان خواهد بود (شايد 5 تا 10 ميليارد سال ديگر) را پيش بيني كنيم.
انيشتين در تئوري عمومي نسبيت خود، بحث نيوتون در مورد جاذبه بعنوان "عمل در يك فاصله" كه با سرعتي بي پايان اشاعه مي يابد را كنار زد. از آنجا كه هر چيزي در كائنات با سرعتي معين در حركت است، اين نا محدود بودن سرعت عمل جاذبه كاملا به اين ايده نيوتون كه حركت كليه امور كار خداست مربوط ميشد. بعقيده انيشتين، قوه جاذبه گستره ي يك حوزه مادي را در يك سرعت معين در بر ميگيرد. تاثيرات اين قوه نميتواند با سرعتي نامحدود اشاعه يابد و هيچ ماده اي نميتواند با سرعتي نامحدود حركت كند. انيشتين با درك نوينش از تاثيرات حوزه جاذبه بر فضا و زمان قادر شد كه ميزان خميدگي اشعه نور توسط جاذبه خورشيد، لرزش مدار سياره مركوري نسبت به خورشيد و امثالهم را بدرستي پيش بيني كند.
. مهم اين است كه تئوري نسبيت تا آنجا كه صحت دارد، سلاحي عليه ايده آليسم و كل "نسبيت گرايي" فلسفي است كه در حال حاضر مورد سوء استفاده قرار گرفته و تبليغ ميشود. اين تثوري تاييد و درك عميقتري از واقعيت زير بدست ميدهد: واقعيت اساسي فقط و فقط ماده ي در حال حركت اســــت. "خطوط مرزي مشروط" در طبيعت همانطور كه انگلس گفت براستي مشروطند. براي شناخت صحيح هر جزء طبيعت بايد كل قوانين عمومي تكامل آن را در نظر گرفت و فهميد.
اين مفاهيم ديالكتيكي كه تئوريهاي انيشتين بدان اشاره دارد را بايد در چارچوب تكامل عمومي علم فيزيك در نظر گرفت. همانطور كه لنين در آستانه قرن بيستم تاكيد كرد: فيزيك مدرن... در پيشروي بسوي تنها روش حقيقي و تنها فلسفه حقيقي علوم طبيعي از طريقي مستقيم نمي گذرد بلكه جاده اي پر پيچ و خم را طي خواهد كرد. اين پيشروي، نـه آگاهانه بلكه غريزي است. با نگاه روشن به "هدف نهايي" نيست، بلكه متزلزل و گاه حتي با پشت كردن به آن، بدان نزديك ميشود. فيزيك جديد در كار است و ماترياليسم ديالكتيك را متولد ميكند. زايش كار دردناكي است. معناي اين حرف آنست كه واقعيت، خود ديالكتيكي و مادي است. تئوريهاي علمي تا آنجا كه حقيقت دارند، يعني تا آنجا كه تجربه را بدرستي جمعبندي كرده و قادرند كه آن را بدرستي پيش بيني كنند، بايد اين را بازتاب دهند. از سوي ديگر، ديدگاه بورژوازي كه به علم براي پيشرفت توليد نياز دارد، متافيزيكي و ايده آليستي است و اين ديدگاه بر علم حاكم بوده و آنرا عقب ميكشد. اين مسئله روشن تر از هرجا در مورد خود انيشتين مشاهده ميشود. او نميتوانست فلسفه بورژوايي دترمينيسم را كنار نهد و اين كاملا به اعتقادات مذهبي اش مربوط بود. برعكس انيشتين برخي از پيشرفتهاي كليدي جديدي كه در علم فيزيك طي دو دهه20 و 30 صورت گرفت را رد نمود..
نامگذاري اين علم بدان جهت بود كه انرژي تنها مي تواند در بسته ها(ابعاد معين) يا "كوانتا" حمل شود و انتقال يابد. طنز اينجاست كه سرمنشاء اين ايده، اقدام شخص انيشتين براي تدوين انرژي نوري بود. خود اين مسئله نشان ميدهد كه طبيعت همانطور كه ماترياليسم معتقد است نه بشكل تك خطي بلكه از طريق جهش ها تكامل مي يابد. فيزيكدانان كوانتوم از چنين دركي، "اصل عدم اطمينان" را بيرون كشيدند و به يك تئوري استاتيستيك در مورد پروسه هاي زيرـ اتمي دست يافتند. اصل عدم اطمينان اساسا منعكس كننده اين بحث مائو است كه "براي شناخت ساختار و خواص اتم بايد آزمايشاتي بر آن بعمل آوريد و وضعيتش را تغيير دهيد" نتيجه اين بحث آنست كه ما در يك مقطع معين نميتوانيم مكان دقيق و شتاب دقيق يك جسم را بدانيم زيرا براي شناخت آنها از طريق تاباندن يك شعاع نور، بايد اين يا آن را تغيير دهيم. بنابراين ما نميتوانيم كل حركت آتي يك جسم منفرد را با صحت مطلق پيش بيني كنيم. اين امر سرچشمه اي براي عذاب بسيار انيشتين بود كه فكر ميكرد قوانين در اين سطح بايد مستقيما قدر گرا، ساده و غير استاتيستيك باشند و اين بازتابي از منطق الهي و هماهنگي كائنات است. بقول انيشتين "نميتوانم تصور كنم كه خدا با كائنات نرد بازي ميكند"
چنين تضادهايي بود كه خدمات انيشتين به علم فيزيك را محدود نمود و بنحوي آشكار تر در ديدگاه هاي اجتماعي اش نيز بروز يافت. انيشتين از اعتبار خود براي تبليغ موضعي ترقيخواهانه در مورد بسياري از مسائل حاد سياسي استفاده كرد. او با جنگ جهاني اول و سپس با فاشيسم در زادگاه خود، آلمان مخالفت كرد. سپس در امريكا او با مك كارتيسم، با اعدام روزنبرگ ها و باج خواهي و قلدري هسته اي امريكا مخالفت كرد. اما در همه اين موارد، موضع وي بر آميزه اي از ليبراليسم و "سوسياليسم" تخيلي استوار بود.
بنابراين او به برخي مواضع سياسي ارتجاعي (نظير حمايت از صهيونيسم) در غلطيد زيرا از مبنائي علمي براي تجزيه و تحليل و درك امور بي بهره بود. هرچند وي بطور مبهم به آنچه خود از سوسياليسم ميفهميد علاقمند بود، اما مشخصا با ماركسيسم توافق نداشت زيرا به عقيده او ماركسيسم در مورد امكانات رسيدن به يك درك علمي از فعاليت بشري "اغراق" ميكرد. هرچند او عليه بت ساختن از خودش توسط بورژوازي موضع گيري نمود اما براي توده هاي خلق در حيطه علم هيچگونه نقشي قائل نبود و برخي افراد را بالاتر از بقيه در نظر ميگرفت. اين ديدگاه انيشتين بخوبي درخدمت تلاشهاي بورژوازي قرار گرفته كه بگويد "مگر انيشتين باشيد" تا بتوانيد از مسائل سر درآوريد. اين تلاشها بخاطر هرچه عميقتر كردن شكاف ميان كار يدي و كار فكري و در اسارت نگهداشتن زحمتكشان انجام ميشود.
مقاله هاى اينشتين و فيزيك نويناز ميان مجموعه مقاله هاى اينشتين مقاله اى كه او در سال 1905 عرضه كرد، اثر مهمى در پيشرفت علم داشته است. در آن مقاله پديده فوتوالكتريك را شرح مى دهد و با استفاده از نظريه كوانتوم پلانك نظريه فوتونى نور را بيان مى كند. بر طبق اين نظريه نور مانند انرژى هاى ديگر حالت كوانتومى دارد. كوانتوم نور را كه فوتون مى ناميم مقدار مشخص انرژى است كه اندازه آن، E، از رابطهhv = Eبه دست مى آيد كه v بسامد موج و h ثابت پلانك است.
بنابر اين نظريه هر چه بسامد نور بيشتر يا طول موج آن كمتر باشد، انرژى فوتون بيشتر است. چنانچه اين فوتون ها در مسير حركت خود به الكترون هايى برخورد كنند، جذب الكترون مى شوند و انرژى الكترون را بالا مى برند و در نتيجه الكترون مى تواند از ميدانى كه در آن قرار گرفته است، آزاد و خارج شود. اينشتين به مناسبت توضيح پديده فوتوالكتريك جايزه نوبل سال 1921 فيزيك را دريافت كرد. نظريه فوتونى او نه فقط نور بلكه سراسر طيف موج هاى الكترومغناطيسى از موج هاى گاما تا موج هاى بسيار بلند را دربرمى گيرد و توضيح مى دهد.
موضوع دومين مقاله اينشتين حركت براونى بود. در سال 1827 رابرت براون (1858- 1773) گياه شناس و پزشك انگليسى حركت مداوم معلق دو مايع را مشاهده كرد و متوجه شد كه اين ذره ها با قطرى حدود يك ميكرون پيوسته به اين سو و آن سو حركت مى كنند. اينشتين همين آزمايش را در مقاله اى با استفاده از نظريه جنبشى ذره ها تعبير و تفسير كرد واينشتين نظريه نسبيت خاص را در مقاله سوم معرفى كرد. در اين مقاله بود كه مفاهيم اساسى طبيعت موجى فضا، حجم، زمان و حركت به طور كامل تغيير كرد. اينشتين ضمن مطالعه هاى خود توانست مسئله سرعت نور را كه از مدت ها پيش تعجب دانشمندان را برانگيخته بود، حل وفصل كند. او نظريه خود را براساس دو اصل زير قرار داد:.
1- سرعت نور در جهان ثابت است
2- - قانون هاى طبيعت براى ناظرين مختلف كه يكنواخت حركت مى كنند يكسان است.
اينشتين نشان داد كه اگر ثابت نبودن سرعت نور را بپذيريم، نتيجه هاى شگفت انگيزى به بار مى آيد. براى مثل هر چه سرعت حركت جسمى بيش تر شود، طول آن كوتاه تر و جرمش بيشتر مى شود. نتيجه ديگر آنكه به زمان مطلق و فضاى مطلق به شكلى كه پيشينيان تصور مى كردند نمى توان قائل شد و زمان و فضا را جدا و مستقل از يكديگر نمى توان در نظر گرفت. دنياى مادى يك فضا و زمان چهاربعدى است. جرم يك جسم نيز ثابت نيست و با تغيير سرعت تغيير مى كند به طورى كه مى توان جرم را نوعى انرژى متراكم در نظر گرفت و يا انرژى را جرم پراكنده دانست. اينشتين با بيان نظريه نسبيت خاص، قانون بقاى ماده لاوازيه و اصل بقاى انرژى ماير را به اصل بقاى مجموع ماده و انرژى درآورد و رابطه معروف جرم و انرژى را به دست آورد. اينشتين در سال 1916 نظريه نسبيت عام را تنظيم و اعلام كرد. در اين نظريه نه تنها حركت با سرعت ثابت و مسير مستقيم، بلكه هر نوع حركتى در نظر گرفته شده بود. در بسيارى موارد دليل آنكه سرعت و مسير حركت هر متحركى تغيير مى كند، وجود نيروى جاذبه است. بنابراين در نظريه نسبيت عام بايد نيروى جاذبه در نظر گرفته شود. اينشتين يك رشته معادله تنظيم كرد كه نشان مى داد اگر در هيچ جا ماند و نيروى جاذبه وجود نداشته باشد، جسم متحرك مسير مستقيمى را طى مى كند و اگر ماده وجود داشته باشد فضاى پيرامون جسم متحرك دگرگون شده، جسم مسير منحنى را طى مى كند. نظريه نسبيت عام نشان مى دهد كه اين منحنى ها چگونه بايد باشند و اين به طور كامل با آن چه در نظريه جاذبه نيوتن پيش بينى شده بود، تطبيق نمى كرد. براى مثال بر طبق نظريه اينشتين مسير نور تحت تاثير ميدان جاذبه قوى تغيير مى كند. در صورتى كه از قانون هاى نيوتن چنين نتيجه اى به دست نمى آمد. كسوف سال 1919 نظريه اينشتين را ثابت كرد. در سال 1969 دو سفينه پژوهشى كه به سمت مريخ فرستاده شدند، اثر خورشيد بر مسير موج هاى راديويى را مورد مطالعه و مشاهده قرار دادند.
ديدگاه اينشتين نسبت به مكانيك كوانتومى
او هرگز با كوانتوم آشتى نكرد
هميشه وقتى سخن از اينشتين به ميان مى آيد، ذهن ها متوجه نظريه نسبيت و پيامدهاى انقلابى آن در فيزيك مى شود. اما كمتر كسى اين نكته را به خاطر مى آورد كه اينشتين همانطور كه در اولين انقلاب علمى قرن بيستم يعنى نظريه نسبيت سهيم بود، در انقلاب ديگر يعنى فيزيك كوانتومى نيز نقش بسزايى داشت. حتى جايزه نوبل هم به خاطر مقاله «اثر فوتوالكتريك» كه تاييدى بر كوانتومى بودن نور بود، به او اهدا شد. اما بازى سرنوشت آنگونه شكل گرفت كه يكى از بزرگترين حاميان مكانيك كوانتومى، منتقد تراز اول آن نيز باشد. اين مقاله نگاهى است به واكنش اينشتين نسبت به مكانيك كوانتومى و مباحثات او با فيزيكدانان بانى نظريه كوانتوم به ويژه نيلز بور. هدف توصيف اتفاقاتى است كه در تاريخ كوانتوم افتاده است و تنها در موارد ضرورى مسائل علمى ذكر شده است.
كنگره سولوىهمه چيز از كنگره سولوى شروع شد. بانى اين سرى كنگره ها، يك صنعتگر آلمانى به نام ارنست سولوى بود. او اولين كنگره بين المللى سولوى را كمى قبل از شروع جنگ جهانى اول، در شهر بروكسل برگزار كرد. قرار بر اين بود كه در اين كنفرانس ها حدود 30 نفر از فيزيكدانان برجسته دعوت شوند و بر روى موضوع از قبل تعيين شده اى، بحث و بررسى كنند. از سال 1911 تا 1927 پنج كنگره با اين روش برگزار شد و هر كدام به يكى از پيشرفت هاى فيزيك در آن سال ها اختصاص داشت. معروف ترين كنگره سولوى در سال 1927 و با موضوع فيزيك كوانتومى برگزار شد. در بين شركت كنندگان در اين كنفرانس 9 فيزيكدان نظرى حضور داشتند كه بعد ها همه آنها به خاطر سهم مهمى كه در شكل گيرى نظريه كوانتوم داشتند، برنده جايزه نوبل شدند. ماكس پلانك، نيلز بور، ورنر هايزنبرگ، اروين شرودينگر و... آلبرت اينشتين از جمله آن فيزيكدان ها بودند. اما اينشتين هنگام شركت در كنگره به خاطر نظريه نسبيت و همين طور دريافت جايزه نوبل به قدر كافى مشهور بود. به همين دليل نظر او براى ديگر فيزيكدان ها اهميت زيادى داشت. هنگام برگزارى پنجمين كنگره سولوى يكى، دو سال بود كه از ارائه فرمول بندى شسته رفته اى از مكانيك كوانتومى مى گذشت. ماكس بورن يك فرمول بندى آمارى از مكانيك كوانتومى منتشر كرده بود و هايزنبرگ هم اصل عدم قطعيت (uncertainty principle) خود را مطرح كرده بود. نيلز بور نيز براساس اين دستاوردها تعبير معرفت شناختى خود را از مكانيك كوانتومى پيشنهاد كرده بود كه در ضمن آن ايده مكمليت (complementarity) را نيز معرفى مى كرد. همه اين موارد دلايلى كافى بودند كه اينشتين در تمام طول كنفرانس با بور و هايزنبرگ به بحث بنشيند.
تعبير كپنهاگىنكته مهم در اصل عدم قطعيت هايزنبرگ اين بود كه، نمى توان مكان و تكانه (يا سرعت) يك ذره را به طور همزمان و به طور دقيق اندازه گيرى كرد. با اندازه گيرى مكان عدم قطعيتى در اندازه گيرى سرعت به وجود مى آيد و بالعكس. با مطرح شدن اين اصل جنجال برانگيز خيلى ها عدم قطعيت را ذاتى طبيعت دانستند و گفتند كه اين مشكل دستگاه اندازه گيرى يا ناظر نيست. به اين ترتيب اصل عليت را زير سئوال بردند، به اين معنى كه وقتى نمى توانيم زمان حال يك سيستم را به طور دقيق بدانيم پس از آينده آن نيز چيزى نمى دانيم و از آنجا كه اين جهل به ذات طبيعت و نه به دستگاه اندازه گيرى مربوط است، روابط على مخدوش مى شود. اين نتيجه گيرى از يك اصل كاملاً فيزيكى يكى از جنبه هاى تعبيرى بود كه بعدها به «تعبير كپنهاگى» از مكانيك كوانتومى معروف شد. از ديگر مولفه هاى تعبير كپنهاگى ويژگى آمارى و احتمالاتى پديده هاى زيراتمى بود. براى مثال اگر ناظرى سرعت ذره اى را در راستاى معينى اندازه گيرى كند، به احتمال X يك مقدار خاص و به احتمال Y مقدار ديگرى را به دست مى آورد. روى دادن هر كدام از اين احتمالات هم كاملاً تصادفى است و هيچ مكانيسمى براى چگونگى اتفاق آنها بيان نمى شود. نكته ديگر تعبير كپنهاگى انكار واقعيت فيزيكى بود، به اين معنا كه فرمول بندى مكانيك كوانتومى تنها واقعيت موجود است. پيش بينى نتايج و كارآمد بودن فرمول بندى كافى است و لازم نيست كه اين فرمول بندى حتماً با يك واقعيت عينى فيزيكى متناظر باشد.
اينشتين بر ضد بور
اينشتين به هيچ وجه نمى توانست زير بار يك چنين تعبيرى برود. او فيزيكدانى بود كه همواره به دنبال كشف طبيعت بود و يك چنين نظريه اى با اين نتايج عجيب و غيرشهودى او را راضى نمى كرد. اينشتين به رئاليسم اعتقاد داشت و نمى توانست بپذيرد كه مشاهده كننده واقعيت يك پديده فيزيكى را تعيين مى كند. او معتقد بود كه فيزيكدان ها به ايده آليسمى از نوع باركلى روى آورده اند كه آنها را سرمست كرده است و از هدف اصلى علم و همچنين فيزيك دور شده اند. به همين دليل بود كه در كنگره سولوى به شدت در مقابل نظريات بور و هايزنبرگ موضع گيرى كرد. هايزنبرگ در خاطرات خود مى نويسد: «همه بحث ها در سر ميز غذا شكل مى گرفت و نه در تالار كنفرانس و بور و اينشتين كانون همه بحث ها بودند. بحث معمولاً از سر ميز صبحانه شروع مى شد و اينشتين آزمايش فكرى جديدى كه گمان مى كرد اصل عدم قطعيت را رد مى كند، مطرح مى كرد. پس از بحث هاى بسيار در طول روز، بور سر ميز شام به اينشتين ثابت مى كرد كه آن آزمايش هم نمى تواند اصل عدم قطعيت را خدشه دار كند. اينشتين كمى ناراحت مى شد، اما صبح روز بعد با يك آزمايش فكرى ديگر كه پيچيده تر از آزمايش قبلى بود، از راه مى رسيد. پس از چند روز پاول اهرنفست فيزيكدان هلندى كه دوست اينشتين بود گفت: من به جاى تو خجالت مى كشم، استدلال هاى تو در برابر مكانيك كوانتومى شبيه استدلال هايى است كه مخالفانت در برابر نظريه نسبيت مى آورند.» اينشتين با اين آزمايش هاى فكرى مى خواست وجود ناسازگارى در مكانيك كوانتومى را نشان دهد تا بتواند آن را رد كند، اما موفق نشد. او هميشه مى گفت نمى تواند قبول كند كه خدا شير يا خط بازى مى كند. او معتقد بود اگر خدا مى خواست تاس بازى كند اين كار را به طور كامل انجام مى داد و در آن صورت ما ديگر مجبور نبوديم به دنبال قوانين طبيعت بگرديم، چرا كه ديگر قانونى نمى توانست وجود داشته باشد. جواب بور به تمامى اين جملات نغز اين بود كه: ما هم وظيفه نداريم براى خدا در اداره كردن جهان تعيين تكليف كنيم. به اين ترتيب بور در پنجمين كنگره سولوى توانست از سازگارى منطقى تعبير كپنهاگى دفاع كند. اما بحث هاى اينشتين و بور به ششمين كنگره سولوى در سال 1930 نيز كشيده شد و باز هم اينشتين نتوانست نتيجه اى بگيرد. پس از آن تلاش كرد كه ناقص بودن مكانيك كوانتومى را نشان دهد.
اينشتين، پودلسكى و روزناينشتين در ادامه تلاش هايش براى اثبات ناقص بودن تعبير استاندارد مكانيك كوانتومى، مقاله اى را در سال 1935 با همكارى پودلسكى و روزن منتشر كرد. اين مقاله با عنوان «آيا توصيف مكانيك كوانتومى از واقعيت فيزيكى مى تواند كامل باشد؟» بعدها با نام اختصارى EPR معروف شد. آنها در مقاله شان سعى كردند كه با يك آزمايش فكرى نشان دهند عناصرى از واقعيت وجود دارند كه در توصيف كوانتومى وارد نشده اند و بنابراين مكانيك كوانتومى ناقص است. طبق نظر اينشتين نظريه اى كامل است كه هر عنصرى از واقعيت فيزيكى مابه ازايى در آن داشته باشد. چهار ماه بعد، بور در مقاله اى با همان عنوان آزمايش EPR را رد كرد و نشان داد كه استدلال آنها مغالطه آميز است.اما اين پايان ماجرا نبود. نه اينشتين و نه بور، هيچكدام راضى نشده بودند. اينشتين تا پايان عمرش در سال 1955 همچنان مشكلات مكانيك كوانتومى را يادآورى مى كرد. در مورد بور هم معروف است عكسى كه از تخته سياه او درست يك روز قبل از مرگ او گرفته شده، شامل طرح آزمايشى است كه در سال 1930 مورد بحث او و اينشتين بوده است. اينشتين هيچ گاه مكانيك كوانتومى را نپذيرفت و در بهترين حالت قبول كرد كه اين نظريه، فقط يك نظريه موقتى است كه كامل نيست و فيزيكدانان بايد به دنبال نظريه اى ديگر باشند. نظريه اى كه هم به عليت و هم به رئا ليسم مقيد باشد و در عين حال زيبا و ساده نيز باشد.
آيا اينشتين درست مى گفت
تأثير گذشته و آينده بر حال
بسيارى از فيزيكدانان و فلاسفه علم، معتقدند كه مكانيك كوانتومى عجيب به نظر مى آيد زيرا كه ما معتقديم كه فقط گذشته بر حال تاثير گذار است. اما اگر آينده نيز بر حال تاثير گذار بود، پاسخ چه بود؟ در اين صورت، كيفيت احتمالاتى مكانيك كوانتومى مى تواند ناشى از غفلت ما از آينده و آنچه اتفاق خواهد افتاد، باشد. اين تصور طى چند دهه گذشته توسط مارك هادلى از دانشگاه وارويك انگلستان قوت گرفته است. وى مى گويد: «در نظريه نسبيت عام همان قدر كه گذشته موثر است آينده نيز تاثير دارد و طبيعى است كه گذشته و آينده هر دو در حال تاثير گذارند.» هادلى مى گويد: «مشاهدات آتى نشان خواهد داد كه آينده نيز يكى از متغير ين نهان است.»
آلبرت اينشتين برخلاف بسيارى از معاصرانش گمان مى كرد كه روزى نظريه كوانتومى نيز در جايگاهى قرار مى گيرد كه امروزه مكانيك كلاسيك قرار دارد يعنى تقريبى از يك تئورى كامل تر. امروزه پژوهشگران آمادگى پذيرش چنين نظريه اى را دارند. اينشتين به چنان جايگاهى در فيزيك رسيده كه گمان اين كه ممكن است اشتباه كرده باشد، بى احترامى به او به نظر مى آيد. حتى شهرت «اشتباه بزرگ اينشتين» صرفاً قابل اعتماد بودن وى را تقويت مى كند. براى مثال اشتباه احتمالى او مشاهدات نجومى را بسيار خوب توضيح مى دهد.1 در جايى كه بسيارى از غيرمتخصصان فيزيك فكر مى كنند كه با اشتباه خواندن نظرات اينشتين به وى بى احترامى كرده اند، طيف غالب فيزيكدانان نظرى، درستى احتمالى نظريه وى در خصوص آينده مكانيك كوانتومى را تعجب آور مى دانند.با اين كه هيچ كس در بزرگى اينشتين شك ندارد، اما فيزيكدانان و مورخان علم نمى دانند كه در بين سال هاى 1920 تا 1930 چه اتفاقى براى او افتاد كه او از نظريه كوانتوم كه خود نقش بسزايى در تحكيم آن داشت، روى گرداند. در كتاب هاى درسى و زندگى نامه ها، از اينشتين به عنوان پدر خسته كوانتوم ياد شده است. در سال 1905 او با نوشتن مقاله اى در توجيه اثر فوتوالكتريك با استفاده از كوانتوم هاى انرژى پلانك، در معرفى مفاهيم بنيادين مكانيك كوانتومى تلاش فراوان كرد. اما با جا افتادن هر چه بيشتر اين تئورى همه تلاش هايى كه براى تائيد اين نظريه كرده بود را بى اهميت خواند. او در اثبات نظريه نوين كوانتومى نه تنها تلاش زيادى نكرد بلكه به نوعى با اصول اين نظريه مخالف بود و در جهت از بين بردن آن تلاش بسيار كرد. پيش زمينه هاى فلسفى _ ذهنى وى باعث شده بود كه در مخالفت با نظريه مكانيك كوانتومى نوين2 اين عبارت معروفش را به كار ببرد كه: «خداوند براى اداره دنيا تاس نمى ريزد.» چنين به نظر مى رسد كه عقلانيت علمى او رو به افول بوده است! برخلاف روند كلى مكانيك كوانتومى، اينشتين دهه هاى پايانى عمرش را صرف جست وجو براى يافتن يك نظريه وحدت يافته فيزيكى كرد كه حتى امروزه هم يك روياى دوردست به نظر مى رسد. نظريه پردازان امروزى فيزيك به خصوص كسانى كه روى نظريه «ريسمان» كار مى كنند، پس از مطالعه گفته هاى اينشتين، به ظاهر عهد كرده اند كه در راهى كه وى قدم گذاشت، هرگز وارد نشوند. تصور آنها بر اين است كه در جايى كه صحبت از نظريه نسبيت عام (كه گرانش را توضيح مى دهد) و فيزيك كوانتومى (كه ساير نيروهاى طبيعت را توضيح مى دهد) است، اين نسبيت است كه بايد به نفع كوانتوم از صحنه خارج شود. با اين كه نسبيت عام كه شاهكار اينشتين است، به طور مطلق اشتباه نيست، اما نهايتاً از آن به عنوان يك تخمين بسيار عالى از يك نظريه كامل تر «گرانش كوانتومى» ياد مى شود.
نظريه هاى ردشده
در سال هاى اخير، وقتى فيزيكدانان نتايج پايه اى مكانيك كوانتومى را مورد مطالعه قرار دادند، پيش بينى اينشتين درباره آينده آن را بسيار تحسين كردند. كريستوفر فاشس از آزمايشگاه بل مى گويد: «آلبرت، بيشتر از آنچه كه گفته شده، عميق و سريع مشكلات اساسى مكانيك كوانتومى را ديده و شناخته است.» رافائل بوسو از دانشگاه كاليفرنيا در بركلى (UCB) مى گويد: «ما نبايد بر اين باور باشيم كه مكانيك كوانتومى مى تواند همه چيز را اثبات كند.» اينها جملاتى بسيار مهم در عصر ما هستند زيرا مكانيك كوانتوم موفق ترين نظريه علمى در توجيه ساختارهاى طبيعت در طول تاريخ علم بوده است. مكانيك كوانتومى جانشين همه نظريات كلاسيك شده و البته گرانش تنها حوزه اى از فيزيك نظرى است كه از آثار مكانيك كوانتومى در امان بوده است. بيشتر فيزيكدانان معتقدند كه سرانجام طى گذر زمان همه نظريه هاى فيزيكى از اصول اساسى مكانيك كوانتومى پيروى خواهند كرد. گذشته از اينها در نظريه نسبيت عام نيز لغزش هايى پيدا شده است. براى مثال پيش بينى نسبيت عام از آنچه كه در سياهچاله ها مى گذرد بسيار ناقص است و عملاً چيزى نمى گويد. يك راه طبيعى براى غلبه بر اين لغزش ها و كاستى هاى نسبيت عام، بردن اين نظريه به سمت يك تئورى كوانتومى گرانش است مانند نظريه ريسمان. اما البته در مكانيك كوانتومى هم مشكلاتى ديده مى شود كه آلبرت اينشتين جزء اولين كسانى بود كه به اين نواقص پى برد. براى مثال كوانتوم هيچ دليلى براى وقوع برخى پديده هاى فيزيكى ارائه نمى دهد و فقط احتمال وقوع آنها را پيش بينى مى كند و همچنين راهى براى رسيدن به خواص درونى اشيا معرفى نكرده و در اين مورد ساختار معقول محكمى ندارد.3 به علاوه، زمان و مكان در نظريه مكانيك كوانتومى متعلق به دوران قبل از نظريه نسبيت خاص اينشتين است. براى مثال مكانيك كوانتومى مى گويد كه حجم يك سطل 8 ليترى، 8 برابر يك سطل يك ليترى است. اين در زندگى روزمره صادق است. اما نبايد نظريه نسبيت خاص اينشتين براى سطلى كه با سرعت خاصى در حال حركت نسبت به ما است، اين سطل 8 ليترى تنها براى 4 ليتر آب گنجايش دارد. اين محدوديت به حد هولوگرافيك مشهور است. وقتى كه يك سطل پر است، اضافه كردن آب به آن تنها باعث سرريز شدن ماده داخل آن مى شود. اين نه تنها شكست نظريه نسبيت نيست، بلكه نقص مكانيك كوانتومى را نشان مى دهد.4
چيزى كه واضح است اين است كه يك نظريه ناقص را بايد كامل كرد. از شروع دهه 1920 بسيارى از پژوهشگران سعى در كامل كردن نظريه كوانتومى با استفاده از «متغيرهاى نهان» داشته اند. آنها معتقدند كه مكانيك كوانتوم در واقع برگرفته از مكانيسم هاى عليتى قديمى است و اين تعبير احتمالاتى به دليل وجود متغيرهايى است كه از ديد ما نهان هستند و نه چيز ديگرى. ذرات، مسير و حركت كاملاً مشخص خود را دارند.5 اما از آنجا كه ما نظم زيربنايى حركات آنها را نمى بينيم اين حركات را احتمالاتى تصادفى و نامنظم مى ناميم. كارستن ون بروك از دانشگاه شفيلد انگليس مى گويد: «در اين مدل ها، حركت تصادفى در مكانيك كوانتومى مانند چرخش سكه در هوا است كه به نظر تصادفى مى آيد. اما اگر ما همه پارامترهاى لازم را لحاظ كنيم مى توان با استفاده از مكانيك كلاسيك معادلات قاطعى نوشت كه مى گويند كدام روى سكه مى آيد.
حركت براونى
حركات ذرات گرد و غبار به نظر تصادفى مى آيند، اما بنا به آنچه كه اينشتين نيز در سال 1905 گفته در واقع اين حركات ناشى از حركت مولكول هاى هوا هستند كه معادلات مكانيك كلاسيك بر آنها حاكم است. معادلات مكانيك كوانتومى نيز تشابه مرموزى با نظريه جنبشى گازها و تعابير احتمالاتى به كار رفته در مكانيك آمارى دارند.6 در بعضى از فرمول هاى مكانيك آمارى، ثابت پلانك كه ثابت اصلى نظريه كوانتومى است، نقش رياضى دما را برعهده دارد، در واقع مثل اين مى ماند كه بگوييم، مكانيك كوانتومى حركت بعضى گازها و به طور كلى مولكول ها را در دماى پائين به خوبى شرح مى دهد.
وقتى فيزيكدانان با تئورى هايى مانند نظريه متغيرهاى نهان روبه رو مى شوند، قبل از اين كه به طور كامل بتوانند آنها را به طور تجربى مورد آزمايش قرار دهند، اين نظريات را با معيارهاى عملى (Pragmatic) مى سنجند. آيا اين نظريه به طور عملى به دردبخور است؟ براى مثال در طول تكامل نظريه ريسمان به قوانين فيزيكى و رياضياتى فراوانى دست يافته ايم كه حتى اگر اين نظريه توسط تجربه هم رد شود، چيز زيادى از دست نرفته است.
بسيارى از فيزيكدانان با استفاده از همين منطق پراگماتيستى، نظريه متغيرهاى نهان را رد مى كنند. آنها معتقدند كه تئورى هايى كه با استفاده از متغيرهاى نهان سعى در توجيه پديده ها دارند، توانايى پيش بينى حوادث جديد را نداشته، هيچ قانون محكم فيزيكى معرفى نكرده و نمى توانند نتايج كوانتوم را بدون استفاده از قوانين رد شده كلاسيك كه استفاده از آنها در نظريات جديد توصيه نمى شود، توصيف كنند. خود اينشتين پيش از بى اساس خواندن نظريه متغيرهاى نهان آنها را به دقت مورد مطالعه قرار داد. او نتيجه گرفت كه نقايص مكانيك كوانتومى را نمى توان با عناصر كلاسيك برطرف كرد. وى بر اين باور بود كه براى كامل كردن نظريه مكانيك كوانتومى بايد ساختارهاى فيزيكى را به طور كامل دوباره مطالعه كرد.
طى پنج سال گذشته، نظريه متغيرهاى نهان دوباره زنده شده است و اين را مديون گرارد ت هوفت فيزيكدان و نوبليست برجسته دانشگاه اوترخت هلند است كه به معرفى فرضيه هاى بنيادين مشهور است، هوفت معتقد است كه تفاوت مكانيك كوانتومى و مكانيك كلاسيك فقدان اطلاعات كافى است. ما اطلاعات بيشترى درباره سيستم كلاسيك داريم چرا كه متغيرهاى كلاسيك پيوسته هستند اما متغيرهاى كوانتومى، در حالت هاى گسسته قرار دارند. پس اگر بخواهيم فيزيك كوانتومى را جانشين فيزيك كلاسيك كنيم، اطلاعات زيادى را بايد ناديده بگيريم. اين امر ممكن است در اثر اصطكاك با ساير نيرو هاى اتلافى باشد. اگر دو سكه را از بالاى ساختمانى بلند با سرعت هاى متفاوت پرتاب كنيم، اصطكاك هوا باعث مى شود كه اين دو سكه سرانجام به يك سرعت يكسان نهايى برسند. شخصى كه در پياده روى پايين ساختمان ايستاده، به سختى مى تواند سرعت دقيق پرتاب سكه ها را تشخيص دهد. اين اطلاعات نامعلوم نوعى متغير نهان هستند. در اين مثال و مثال هاى ديگر كه معروف به موقعيت هاى جذب كننده7 هستند، بسيارى از حالات متفاوت آغازين به رفتارى يكسان طى مسير تبديل مى شوند. اين حالت ها همانند حالت هاى كوانتومى گسسته هستند. با اين تفاوت كه برخلاف مكانيك كوانتومى، از قوانين مكانيك نيوتنى تبعيت مى كنند. هوفت معتقد است كه در واقع اين قوانين برگرفته از فيزيك نيوتنى، جدا از قوانين مكانيك كوانتومى نيستند. بنابراين طبيعت مى تواند در جزئيات به طور كلاسيك رفتار كند در حالى كه در مسائل اتلافى به صورت كوانتومى عمل نمايد. ماسيمو بلاسون از دانشگاه سالرنو ايتاليا مى گويد: «مكانيك كوانتومى را بايد به عنوان حد پايين انرژى يك نظريه پايه اى بدانيم.
بلاسون و همكارانش پس از مطالعه دقيق اين نظريه نشان دادند كه يك نوسانگر هماهنگ خطى كوانتومى (كه نمونه كوانتيده يك پاندول است) از يك جفت نوسانگر تحريك شده با اصطكاك ساخته شده است. هر نوسانگر به تنهايى از قوانين كلاسيك پيروى مى كند اما در جايى كه اين نوسانگر ها به هم متصل مى شوند، ديگر از قوانين مكانيك كوانتومى پيروى مى كنند. برنت مولر از دانشگاه دوك و همكارانش ثابت كرده اند كه يك سيستم فيزيكى كلاسيك پنج بعدى مى تواند در فضاى چهار بعدى رفتارى كوانتومى داشته باشد. ون دو بروك معتقد است كه يك منبع نيروى اصطكاك باعث تبديل يك سيستم كلاسيك به يك سيستم كوانتومى مى شود. اين كار ممكن است توسط گرانش انجام شود.
پيوستگى زمانىبسيارى از فيزيكدانان و فلاسفه علم، معتقدند كه مكانيك كوانتومى عجيب به نظر مى آيد زيرا كه ما معتقديم كه فقط گذشته بر حال تاثير گذار است. اما اگر آينده نيز بر حال تاثير گذار بود، پاسخ چه بود؟ در اين صورت، كيفيت احتمالاتى مكانيك كوانتومى مى تواند ناشى از غفلت ما از آينده و آنچه اتفاق خواهد افتاد، باشد. اين تصور طى چند دهه گذشته توسط مارك هادلى از دانشگاه وارويك انگلستان قوت گرفته است. وى مى گويد: «در نظريه نسبيت عام همان قدر كه گذشته موثر است آينده نيز تاثير دارد و طبيعى است كه گذشته و آينده هر دو در حال تاثير گذارند.» هادلى مى گويد: «مشاهدات آتى نشان خواهد داد كه آينده نيز يكى از متغير ين نهان است.
هادلى مدعى است كه منطق بنيادين مكانيك كوانتومى، چيزى خارج از نظريه نسبيت نيست. او يكى از نظرات اينشتين را كه در دهه 1930 روى آن كار مى كرده زنده كرده است. اين نظريه مى گويد: ذرات بنيادى چيز هايى نشسته روى فضا _ زمان نيستند بلكه خود فضا - زمان هستند. آنها تكه هايى چسبيده به محور زمان نيستند بلكه گره هايى بافته شده پشت سر هم روى محور زمان اند. اما اين نظر زياد مورد قبول نبود زيرا همسانگردى خاص ذرات كوانتومى را نمى توانست شرح دهد. اما هادلى مدعى است كه اين مشكل را حل كرده است. آنچه كه از گفته هاى هادلى و هوفت برداشت مى شود اين است كه در تلاش هاى اين دو مزيت نسبت به تلاش هاى گذشته روى متغير هاى نهان ديده مى شود. اول اينكه ارتباط دادن بين واقعيت مشاهده شده كوانتومى و فيزيك كلاسيك بسيار سخت است. البته اين سختى به شدت مورد علاقه فيزيكدانان است، زيرا آنها معتقدند كه يك تئورى بنيادى بايد سخت باشد. آنها مى گويند مفاهيم بايد به حدى باارزش باشند كه بتوان آنها را روى پيراهن ها چاپ كرد و در عين حال بايد به حدى عجيب باشند كه كسى نتواند ادعا كند كه مفهوم آن را سريع فهميده است. دوم اين كه نظرات اين دو فيزيكدان، حوادثى قابل تحقيق و آزمايش را پيش بينى كرده اند. براى مثال ون دوبروك معتقد است كه ميدان هاى قوى گرانشى خواص كوانتومى را تغيير مى دهند.
جالب است كه نظريات مشابه ديگرى در روند كلى همين تئورى ها به وجود آمده اند. در تئورى ريسمان يك سيستم كوانتومى از نظر رياضى مى تواند برابر يا متفاوت با يك سيستم كلاسيك باشد. برخى از اين دوگانگى ها شامل سيستم هاى مكانيك آمارى هستند كه مشابه روش تحقيق مولر و همكارانش هستند. عده كمى از نظريه پردازان ريسمان، پا را فراتر گذاشته و مى گويند كه سيستم كوانتومى بى اغراق، يك سيستم كلاسيك است. اما برين گرين از دانشگاه كلمبيا در نيويورك مى گويد: «مشاهده و مطالعه اين برابرى ها، تفاوت و در نتيجه اصول زيربنايى مكانيك كوانتومى را شرح مى دهد.» برگرفته از اين نظريه كه مكانيك كوانتومى را مى توان از نسبيت به دست آورد، اخيراً اصل عدم قطعيت هايزنبرگ را از مفهوم «حد هولوگرافيك» استخراج كرده است.
آنچه در اينجا گفته شد، نشان مى دهد كه فيزيكدانان نظريه متغيرهاى نهان را وزنه اى بزرگ مى دانند. فيزيك كوانتومى مانند جنگلى مملو از حيوانات عجيب و مرداب هاى پايان ناپذير است و سعى در تبديل اين نظريه به نظريه كلاسيك مانند تلاش براى تبديل جنگل آمازون به يك باغ سنگى تفريحى است. به جاى بازسازى و آسيب رساندن به طبيعت آن بايد سعى در جداكردن آن از فيزيك كلاسيك و پيداكردن اصول بنيادى آن كرد. اين هدف اصلى فاشس و همكارانش در روند كلى مطالعه ساختارى مكانيك كوانتومى بوده است. فاشس و همكارانش بر اين باورند كه بيشتر تئورى كوانتومى درونى است. آنها مى گويند: تئورى كوانتوم خواص خارجى سيستم هاى فيزيكى را شرح نمى دهد بلكه سعى در توصيف دانشى دارد كه فيزيكدانان آن را مورد مطالعه قرار داده اند. پس از اين كه اينشتين درهم تنيدگى حالت هاى كوانتومى (رابطه فوق نورى دو ذره دور از هم) را مورد انتقاد قرار داد 8 به چنين نتيجه اى دست يافت. رابطه فيزيكى در واقع چيزى جز دانش فيزيكدانان درباره دو ذره نيست9. گذشته از همه اينها، اگر در واقع چيزى به اسم رابطه فيزيكى وجود داشت، مى توانستيم علائمى را با سرعت بيش از سرعت نور ارسال كنيم كه نقيض يكى از اصول موضوعه نسبيت خاص است. براى مدت ها، فيزيكدانان معتقد بودند كه اندازه گيرى يك سيستم كوانتومى باعث از بين بردن همه احتمالات و قرارگرفتن سيستم در يك حالت خاص مى شود.10 فاشس مى گويد اين فقط عدم قطعيت ما در مورد سيستم است كه از بين مى رود. راه حل براى از بين بردن عدم قطعيت، اين است كه از ويژگى هاى درونى تئورى بگذريم تا بتوانيم ويژگى هاى واقعى خارجى را مورد مطالعه قرار دهيم. عدم قطعيت در مكانيك كوانتومى با عدم قطعيت در مكانيك كلاسيك متفاوت است و همين تفاوت، راهنمايى است براى فهميدن چگونگى رخداد حادثه. از نظر مكانيك كلاسيك، يك گربه يا زنده است يا مرده. اما مكانيك كوانتومى مى گويد تا زمانى كه به گربه نگاه نكنيم (آزمايش نكنيم) يك گربه نه زنده است و نه مرده 11 ما با نگاه كردن به گربه، او را مجبور مى كنيم كه در يكى از دو حالت زنده يا مرده با شانس 50-50 قرار بگيرد. براى اينشتين اين نظريه قراردادى بود. متغيرهاى نهان مطلق بودن نظريه را از بين مى برند. جهان فيزيك كلاسيك كمتر از جهان فيزيك كوانتومى قراردادى نيست. تفاوت در جايى است كه اين قراردادى بودن خود را نشان مى دهد. در فيزيك كلاسيك اين قراردادى بودن به آغاز زمان بازمى گردد و مى گويد وقتى جهان خلق شد، مانند يك قطعه از قبل چيده و آماده شده بود. اما از نظر فيزيك كوانتومى جهان اجزاى خود را طى گذر زمان و با مداخله ناظرها به وجود مى آورد. فاشس اين نظريه را «تغيير جنسى فيزيك كوانتومى» مى نامد. او مى گويد: «هيچ تك راه شناخته شده واحدى براى جهان نيست، چرا كه جهان هنوز در حال خلق شدن و شكل گيرى است. چيزى شبيه به همين تعريف را مى توان از درك ما درباره فيزيك كوانتومى نيز گفت.
سه نمونه از كارهاي انيشتين و كاربرد عمومي آنها
انديشه و طرز فكر انيشتين در بسياري از پژوهشهاي علمي مورد استفاده قرار گرفته است. از شتاب دادن به ذره و نزديك رسانيدن سرعت آن به سرعت نور تا توانا ساختن ستارهشناسان براي طرح ريزي نقشهي آسمان بالاي سر همه از فرضيات و معادلات انيشتين سرچشمه ميگيرند. با اين حال بر همه آنقدر روشن نيست كه اين فرضيات چه استفادههايي در زندگي روزمره و عادي عموم دارند.
يكي از وسيلههايي كه عموم در كارهاي روزمره از آن استفاده ميكنند چشم برقي يا فتوسل است. چشم برقي گيرندهي حساسي است كه به محض دريافت نوري مخصوص، وسايل ماشيني يا برقي متصل به خود را به راه مياندازد. ممكن است فكر كنيد كه تا به حال به يك چشم برقي برخورد نكردهايد ولي اينطور نيست. به عنوان نمونه ميتوان به يك دَر خودكار (اتوماتيك) مغازه اشاره كرد كه هنگام مواجه شدن و راه رفتن در جلوي آن، دَر خود به خود باز ميشود. انيشتين اولين دانشمندي بود كه توانست در مقالهي علمي خود بر روي تاثير فتوالكتريك، اين پديده را به طور صحيح توضيح داده و پيشبيني كند. به طور خلاصه هنگامي كه اشعهاي از نور به فلز برخورد ميكند، آن فلز از خود برق توليد ميكند (كه اين برق باعث به كار افتادن وسيلهي متصل به آن ميشود). مهمتر از آن اين است كه مقدار برق فرستاده شده توسط فلز به فركانس نوري كه به فلز ميتابد بستگي دارد؛ (نه به مقدار نوري كه به آن ميتابد! سال 1905 ميلادي) اين مقاله بعدها باعث شد كه انيشتن جايزهي نوبل فيزيك سال 1921 را از آن خود كند. در زندگي روزمره بسيار با چشم برقي برخورد ميكنيم بدون آنكه متوجه آن باشيم. به عنوان نمونه در تورنتو بسيار مشاهده كردهايم كه چراغهاي خيابان به طور خودكار هنگام غروب، درست هنگامي كه رنگ آسمان ارغواني ميشود، روشن ميشوند (رنگ بنفش و ارغواني در طيف بين از شدت شديدتري برخوردارند). از ديگر نمونههاي كاربرد اين برهان ميتوان به استفادهي آن در باتريهاي خورشيدي در ساعت، ماشينحساب و حتي ماهوارهها اشاره كرد.
در سال 1917 ميلادي انيشتن تحقيقي را بر روي نظريهي نور و تشعشع آغاز كرد. در پي آمد اين تحقيقات، انيشتين در مقالهي علمي خود «در نظريهي كوانتومي تشعشع» چگونگي تحريك شدن اتمها و آزاد كردن آني نور از آنها را شرح داد. به طور خلاصه، يك فوتون (ذرهاي از نور) ميتواند الكترونهاي يك اتم را تحريك كند و اين باعث تشعشع ِ فوتون ديگري از اتم ميشود. سپس اين دو فوتون الكترونهاي دو اتم ديگر را تحريك كرده و چهار فوتون را تشكيل ميدهند. به اين ترتيب از تابش يك فوتون به اتمهاي يك فلز، تعداد زيادي فوتون تشكيل ميشوند. با متمركز ساختن اين فوتونها پرتويي به وجود ميآيد كه اين پرتو همان ليزر است. اگر چه تا سال 1954 ليزر ساخته نشد، ولي اختراع آن و ديگر وسايل ليزري دست آورد نظريهي انيشتن بر روي نور و ماده بود. دليل اين كه چرا ليزر قبل از اين -بين سالهاي 1917 تا 1954- اختراع نشد هنوز مخفي است زيرا معادلات انيشتين ساختن ليزر را بسيار آسان كردهاند. ليزر بخش بسيار مهمي از DVD ' CD ' وسايل پزشكي، ابزار برش تجاري و فيبر نوري (Fiber Optic Communication) را تشكيل ميدهد.
شايد مهمترين كاربرد روزمرهي نظريهي انيشتين سيستم مكانيابي ِ سراسري (Global Positioning System - GPS) باشد. GPS دستگاهي است كه از طريق ارتباط با يك ماهواره ميتواند مكان خودش را به طور دقيق تعيين كند. امروزه رايج است كه سيستمهاي GPS در ماشين به كار گذاشته شوند كه ميتوانند مكان ماشين را به طور دقيق (در شعاع 15 متري ماشين) تعيين كنند. براي سنجش دقيق فاصله و مكان، لازم است كه همزماني بسيار دقيقي ميان دستگاه GPS و ماهوارهي آن برقرار شود. برقراري چنين همزماني بدون وجود فرضيهي نسبيت انيشتن غير ممكن خواهد بود. چرا؟
فرضيهي نسبيت انيشتين به طور خلاصه توضيح ميدهد كه ساعت (زمانسنج) در سرعت زياد كندتر از ساعت بر روي زمين حركت ميكند. به همين ترتيب ساعتي شناور در فضا بسيار دور از مركز زمين، كمتر در معرض نيروي جاذبهي زمين قرار ميگيرد و در نتيجه سريعتر از ساعت در روي زمين حركت ميكند.
بفرض كه يك ماهوارهي GPS با سرعتي در حدود 14000 كيلومتر در ساعت حركت ميكند كه بر طبق فرضيهي نسبيت، اين ساعت دقيقا 7 ميكروثانيه در روز كندتر از ساعتي ساكن بر روي زمين حركت ميكند. ولي به اين دليل كه ماهوارهي GPS بيستهزار كيلومتر بالاتر از سطح كرهي زمين در حركت است طبق فرضيهي نسبيت، اين ساعت 45 ميكروثانيه در روز تندتر از ساعتي بر روي سطح كرهي زمين حركت ميكند. بنابراين ساعت ماهواره در مجموع 38 ميكروثانيه در روز سريعتر حركت ميكند. اين تفاوت شايد در ابتدا به هيچ عنوان مهم به نظر نرسد ولي همين تفاوت بسيار كوچك ميتواند باعث از بين رفتن دقت سيستم GPS بميزان 11 كيلومتر در روز برسد. به واسطهي فرضيهي نسبيت انيشتين اين هم زمانسازي ميتواند تصحيح شده و دقت لازم را به سيستم GPS بدهد.
با وجود اينكه بيشتر مردم تنها از بمب اتمي به عنوان نمونهي كاربردي نظريهي انيشتين ياد ميكنند، ولي نظريات و تئوريهاي بيشمار انيشتين زمينهساز تعداد بيشماري از اختراعات شدهاند كه زندگي روزمره را راحت و راحتتر سازند.
سال شمار زندگى اينشتين
اينشتين برخلاف دستاوردهاى علمى پرآوازه اش در كودكى بسيار ضعيف بود. وى در يادگيرى زبان كند بود و حتى تا9سالگى روان حرف نمى زد به طورى كه پدر و مادرش به وحشت افتادند كه فرزندشان ناقص و غيرعادى باشد.به علاوه او از مدرسه متنفر بود و فقط در درس رياضيات و علوم خوب كار مى كرد. براى آشنايى بيشتر با فرازوفرودزندگى اينشتين سالشمار زندگى او را مرور كنيد.
تولد:24اسفند سال 1258هجري شمسي محل تولد:آلمان
نام پدر: هرمان اينشتين ( ۱۲۲۶- ۱۲۱۸ ه . ش.(
نام مادر: پائولين كخ (۱۲۹۹- ۱۲۳۷ ه . ش.(
مادر اينشتين ۱۱ سال از شوهرش هرمان جوان تر بود و آلبرت هنگامى كه پدرش ۳۲ ساله و مادرش ۲۱ ساله بود بهدنيا آمد. هرمان مهندس برق بود كه البته در كارهاى اقتصادى زياد وارد نبود. پائولين هم خانه دار بود و گهگاهىويولن تدريس مى كرد.
در يك سالگى اينشتين به همراه خانواده به مونيخ هجرت كرد. ۱۲۶۰ : در دو سالگى خواهرش ماجا (ماريا:1259(مريم) به دنيا آمد.
در سن ۹ سالگى به مدرسه لوئيت پولد مونيخ وارد شد1267 :
درحالى كه اينشتين ۱۵ ساله دانش آموز كلاس ششم بود ، خانواده اش به ايتاليا هجرت كردند و اينشتين در
مدرسه شبانه روزى لوئيت پولد ماند:1273
اينشتين ۱۶ ساله به خانواده اش در پاويا ملحق شد و سپس به مدرسه كانتونال در شهر آرا واقع در سوئيس رفت:1274
تابعيت آلمانى اش را به طور رسمى انكار كرد و تابعيت سوئيس را پذيرفت. در 17 سالگي از مدرسه آرا ديپلم :1275
در شهر زوريخ در رشته رياضى و فيزيك ثبت نام كردETH گرفت و سپس در مركز صنعتى فدرال فارغ التحصيل شدو ديپلم گرفت.ETHپس از چهار سال در ۲۱ سالگى از مركز فدرال:1279
در ۲۲ سالگى شهروند سوئيس شد:1280
در ۲۳ سالگى در موسسه اى كه امتياز ثبت اختراعات را ارائه مى كرد در شهر برن استخدام شد. در اين سال:1281پدرش در ۵۴ سالگى درگذشت.
در ۲۴ سالگى با ميلوا ماريك (۱۳۲۳ _ ۱۲۵۴ ) كه ۴ سال از اينشتين بزرگتر بود ازدواج كرد. در آن زمان:1282ميلوا دخترى ۲۸ ساله بود. آنها داراى دو پسر شدند: هانس آلبرت (۱۳۵۲- ۱۲۸۳) كه در شاخه هيدرلوژي مهندسي مكانيك تخصص گرفت و در كارش موفق بود و ادوارد (۱۳۵۲- ۱۲۸۹)كه دچار بيمارى شيزوفرنى علاج ناپذيرى آنها يك دختر هم داشتند به نام ليزرل آنها او را به فرزند خواندگى قبول كردند. سرنوشت او نامعلوم است.
آلمان مقاله مربوط به كوانتوم هاى نور و اثر فوتوالكتريك، مقالهAnnalen der Physik در ۲۶ سالگى در مجله:1284مربوط به حركت براونى ذره ها در نظريه اتمى، مقاله نسبيت خاص، مقاله همسانى انرژى و مقاله نظريه كوانتومىبراى مواد حالت جامد در رابطه با گرماى ويژه و مقاله اصول نسبيت عام را به چاپ رساند.
در ۳۰ سالگى در دانشگاه زوريخ دانشيار شد و كارهاى بيشترى روى نظريه كوانتومى كرد:1288
در ۳۲ سالگى در دانشگاه كارل فرديناند در شهر پراگ استاد كامل شد. خميدگى نور در نور ستاره ها را هنگام:1290 خورشيد گرفتگتگي پيش بينى كرد. ( هر چند مقدارى كه پيش بينى كرد غلط بود)
مركز صنعتى فدرال يعنى همان جايى كه چهار سال درس خوانده بود و ديپلم گرفته در 33 سالگي در سال 1291 استاذ كامل شد.
در ۳۵ سالگى در دانشگاه برلين استاد كامل شد. ميلوا و فرزندانش را ترك كرد. اين هنگامى بود كه جنگ جهانى اول شروع شد :1293
در ۳۶ سالگى «بيانيه اى به اروپائيان» را با ديگران امضا كرد كه طبق آن خود را از نظامى گرى آلمان جدا:1294مى دانست و مقاله معادله نسبيت عام را به چاپ رساند
در ۳۷ سالگى كتابى در رابطه با نسبيت عام به چاپ رساند. رئيس انجمن فيزيك آلمان شد. تكانه كوانتاهاى نور:1295را محاسبه كرد كه در سال ۱۲۹۶ مقاله اى با همين عنوان در رابطه با شبيه سازى گذار اتمى به چاپ رساند
در ۳۸ سالگى مدير مركز قيصر ويلهلم آلمان شد (موسسه اى كه پژوهش هاى آلمان را حمايت مى كند). مقاله:1296معادله هاى كيهان شناسى با ثابت كيهانى را به چاپ رساند و انبساط جهان را از معادله هاى فوق استخراج كرد
در ۴۰ سالگى از ميلوا جدا شد و هنگامى كه ۴۳ سال داشت با دختر خاله اش الزا ازدواج كرد.در اين سال :1297 خميدگي نوري در يك خورشيد گرفتگي مشاهده شد.
همزمان با ۴۱ سالگى اذهان عمومى ، با تحريك ضديهودها، به نظريه نسبيت عام و اينشتين تاختند. در اين سال:1299مادرش در سن ۶۳ سالگى درگذشت.
در ۴۲ سالگى اولين ديدارش از آمريكا صورت گرفت.سال:1300
در۴۳ سالگى كار روى نظريه ميدان هاى واحد و ديدار از كشورهاى خاور دور، برنده جايزه نوبل به پاس خدمات در فيزيك نظرى و به ويژه كشف قانونمندى اثر فوتوالكتريك:1301
در ۴۵ سالگى افتتاح مركز اينشتين در برج اينشتين در پوتزدام:1303
در ۴۸ سالگى آغاز بحث بانيلس بور ( فيزيكدان اتريشى ) در باب تفسير نظريه كوانتومى در پنجاهمين همايش سالوي:1306
در ۵۰ سالگى مقاله اى براى اذهان عمومى در رابطه با وحدت نظريه ميدان گرانشى و ميدان الكترومغناطيسى به چاپ رساند:1308
در ۵۱ سالگى ديدارى از آمريكا به خصوص از مركز صنعتى كاليفرنيا داشت:1309
در ۵۳ سالگى به عنوان استاد كامل در مركز پژوهش هاى پيشرفته پرينستون انتخاب شد با رعايت اين مسئله كه به عنوان يك استاد نيمه وقت در دانشگاه برلين هم باشد:1311
در ۵۴ سالگى او نازى ها در آلمان بر سر قدرت آمدند. اينشتين ابتدا به انگلستان رفت و سپس از آنجا به آمريكا رفته و مقيم آمريكا شد:1312
دختر اول الزا به نام اليزه اينشتين درگذشت و در اين سال اينشتين ۵۵ ساله بود:1313
در ۵۶ سالگى چاپ مقاله اى به زبان انگليسى تحت عنوان: «آيا توصيف مكانيك كوانتومى از حقيقت واقعى مي تواند كامل باشد؟سال:1314
در ۵۷ سالگى همسرش الزا فوت كرد:1315
در ۶۰ سالگى وقوع جنگ جهانى دوم: اينشتين در نامه اى كه به رياست جمهورى آمريكا، روزولت، نوشت از احتمال ساختن بمب اتم او را آگاه كرد:1318
در ۶۱ سالگى تابعيت آمريكا را پذيرفت ولى تابعيت سوئيس را از دست نداد:1319
همسر اول اينشتين، ميلوا ماريك در ۶۹ سالگى درگذشت. در اين زمان اينشتين ۶۵ ساله بود:1323
در ۶۶ سالگى بمباران اتمى هيروشيما و ناكازاكى پايان جنگ جهانى دوم:1324
در ۶۷ سالگى به عنوان سرگروه كميته فورى دانشمندان اتمى خدمت كرد:1325
در ۶۹ سالگى چاپ مقاله تعميم نسبيت عام به عنوان يك نمونه از تلاشهابراي دستيابي به ديدگاه رياضي جهان شمول براي نظريه ميدانها:1327
در ۷۳ سالگى رياست جمهورى به او پيشنهاد شد، ولى نپذيرفت:1331
در ۳۰ فروردين ۱۳۳۴ در ۷۶ سالگى در بيمارستانى در شهر پرينستون بر اثر تصلب شرائين درگذشت:1334
پى نوشت ها:
1- اشتباه معروف اينشتين در سال 1911 در محاسبه انحراف نور بود كه اثرات نسبيت خاص را لحاظ نكرده بود.
2- مكانيك كوانتومى يك نظريه احتمالاتى است.
3- نويسنده به مشكلات مدل استاندارد ذرات بنيادى اشاره دارد. براى مطالعه بيشتر به سخنرانى گرارد ت هوفت در هنگام دريافت جايزه نوبل در سال 1999 مراجعه كنيد.
4- به نظر مى رسد كه نويسنده مكانيك كوانتومى نسبيتى كه در سال 1930 توسط ديراك تدوين شد را فراموش كرده است.
5- طبق اعلام عدم قطعيت هايزنبرگ مسير و حركت ذره را همزمان نمى توان به طور دقيق مشخص كرد.
6- نظراتى مبنى بر نادرستى اين حرف ارائه شده است. براى مطالعه بيشتر مى توانيد به نوشته هاى پوپر در مورد احتمالات در مكانيك كوانتومى مراجعه كنيد.
7- Attractor
8- آزمايش ذهنى اينشتين، پودولسكى و روزن (EPR) براى نشان دادن نقص مكانيك كوانتومى.
9- اين بينش، برگرفته از جواب نيلز بور به آزمايش EPR و رد نقص مكانيك كوانتومى است.
10- مسئله تقليل تابع موج.
11- طبق ادعاى مكانيك كوانتومى، گربه نه زنده است و نه مرده بلكه در حالت (مرده + زنده) قرار دارد!
===================================================
نویسنده: ریحانه شیرکوند
وبلاگ مشترک دانشجویان درس تاریخ و فلسفه علم استاد علی جعفری